JPH0419344B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、建築において、建物（ビル）躯体
（以降「躯体」と省略）を伝わる振動を制御し、
ビル内の居住環境等に与える悪影響を軽減させる
装置に関する。

〔従来の技術〕

躯体を伝わる振動は、色々な意味でビル内居住
環境に悪影響を及ぼす。すなわち、その振動が躯
体の床スラブ（以降「スラブ」と省略）を揺つた
場合、そのスラブ上の居住者に振動感覚的不快感
を与えたり、そのスラブ上の精密機械等に悪影響
を与えたりする。

また、その振動が揺られたスラブから放射音と
して放出された場合、そのスラブ上あるいは下の
居住者に聴感的不快感を与えたりする。

従来、このような場合の解決手段としては、主
として躯体構造を頑強なものに置き換えること
や、防振浮き構造を用いることによつてなされて
いた。

すなわち、前者は、対象がコンクリートスラブ
の場合はスラブの厚みを増したり、スラブ下に補
強用の小梁等を入れてスラブの剛性を高め振動や
放射音の軽減を図り、後者は、スラブ上に防振浮
き床（以降「浮き床」と省略）を設け、直接スラ
ブへ物体落下等の加振力が加わらないようにして
スラブ下への放射音を軽減させたり、スラブ自体
の振動を浮き床で減少させ、振動や放射音の影響
を軽減させたり、あるいはスラブ下に防振吊り天
井（以降「防振天井」と省略）を設けて、スラブ
下への放射音を軽減させたりしていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、これらの方法はいずれも多大な費用
を用し、しかも特に前者の場合は建物自体の重量
を増加させるので、事後対策では対処困難な場合
が多い。

また、このようなスラブの振動の悪影響のほと
んどは、スラブの固有振動数に起因した振動数で
発生するので、以上の方法で特に後者の場合は固
有振動数での振動振幅を制御する方法としては消
極的であり、スラブの振動および放射音の軽減効
果は費す努力の割には少ない。

本発明は上述のような問題点を解決することを
目的としたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、前記の目的を達成するため、問題と
なる振動数域におけるスラブの固有振動数fsに対
応する振動モードの腹（loop）の位置に、添加荷
重（質量）と制動抵抗を伴うばねとの組合せによ
るダイナミツク・ダンパー（以降「Ｄ・Ｄ」と省
略）を取り付け、その振動制御作用を応用するよ
うにした。

〔作用〕

これらの振動系を電気系集中定数回路に変換し
て考えると、Ｄ・Ｄは質量Md、ばね定数Kd、制
動抵抗Rd、の要素からなる併列回路（回路イン
ピーダンスZd）とみなすことができ、反共振固
有振動数fdを持つ。

一方、スラブも大局的に等価質量Ms、等価ば
ね定数Ks、等価制動抵抗Rs、の要素からなる直
列回路（回路インピーダンスZs）とみなすこと
ができるので、共振固有振動数fsを持ち、fdとfs
は式次のように表わすことができる。

fd＝（１／2π）・√（Hz） fs＝（１／2π）・√（Hz） また、スラブにＤ・Ｄが取付けられた状態の振
動系は上記２つの回路の直列回路とみなすことが
できるので、回路インピーダンスはZd＋Zsとな
る。

今ここで、fd≒fsになるように質量Md、ばね
定数Kdを調整すれば、両者は反共振・共振の関
係にあるため、振動数fs付近でZs＜＜Zd＋Zsと
することができる。

従つて、この回路に一定加振力を加えた場合の
振動振幅は、回路インピーダンスと逆比例の関係
を持つことから、結果的にスラブにＤ・Ｄを取付
けることによりスラブの振動を軽減させることが
できる。

〔実施例〕

以下、図面について本発明の実施例を詳細に説
明する。

第１図は本発明をコンクリート構造の建物の浮
き床下に応用した例で、１はスラブ、２はスラブ
１と結合するとともに該スラブ１を支える躯体の
梁または壁、３ａは床下空間６ａを持つた浮床の
床板で支柱４ａおよび防振ゴム台５ａによつて支
えられている。

この状態で、今床板３ａの上を人が飛び跳ねた
りすると、その衝撃加振力１０は床板３ａに加わ
り、更に支柱４ａ、防振ゴム台５ａ、床下空間６
ａを介してスラブ１へ伝わる。この時加振力は一
般に幅広い振動パワースペクトラムを持つている
ため、スラブ１の固有振動数fsに対応する振動成
分について共振が生じ、fsを主成分とする放射音
１１を階下に放出して不快感を与える。

Ｄ・Ｄはこの放射音１１を軽減させる作用を持
ち、図の添加荷重７、ばね台８ａ、制動抵抗９に
よつて構成される。

添加荷重７は質量Mdを提供するもので、剛性
の高い材料が望ましく、コンクリートブロツクや
鋼材片等が適当である。

ばね台８ａは適当なばね定数Kdを提供すると
共に添加荷重７を支えるもので、防振ゴム、金属
スプリング等の防振台が適当である。

制動抵抗９は適当な制動抵抗Rdを提供するも
の（クーロン摩擦抵抗体、粘性抵抗体あるいは各
種ダンパー等）で、一般にはばね台８ａに含まれ
るが別個に取付けてもよい。

このＤ・Ｄの取付け箇所は、なるべくスラブ１
の固有振動数fsに対応する振動モードの腹の位置
が有効である。

このようにＤ・Ｄを取付けることにより、衝撃
加振力１０で加振され浮床の床板３ａから支柱４
ａ、および床下空間６ａを介してスラブ１へ伝わ
る加振力は作用の項で述べた作用によつて制御さ
れるので、スラブ１より放出される放射音１１は
軽減されたものとなる。

なお、図において防振ゴム台５ａは特になくて
もよい。

第２図は本発明をコンクリート構造の建物の防
振天井裏に応用した別の例で、図の１，２，７，
９，１０，１１は第１図における１，２，７，
９，１０，１１とそれぞれ同じである。

３ｂは天井裏空間６ｂを持つた防振天井の天井
板で、吊り具４ｂおよび防振吊り具５ｂによつて
支えられている。

この状態で、スラブ１の上を人が飛び跳ねたと
すると、その衝撃加振力１０は図のようにスラブ
１に加わり、更に吊り具４ｂ、防振吊り具５ｂお
よび天井裏空間６ｂを介して天井板３ｂへ伝わ
る。この時の加振力も第１図と同様スラブ１の固
有振動数fsに対応する振動成分について共振が生
じ、fsを主成分とする放射音１１を天井板３ｂか
ら放出し、階下に不快感を与える。

この場合のＤ・Ｄも第１図と同様添加荷重７を
支えるもので、防振ゴム、金属スプリング等を用
いた防振吊り具が適当である。

Ｄ・Ｄの取付け場所は第１図の場合と同様であ
るが、この場合はスラブ１の下になる。

このようなＤ・Ｄの取付けにより、衝撃加振力
１０で加振されたスラブ１の振動は作用の項で述
べた作用によつて制御されるので、スラブ１から
吊り具４ｂ、防振吊り具５ｂおよび天井裏空間６
ｂを介して天井板３ｂへ伝わり、天井板３ｂより
放出される放射音１１は軽減されたものとなる。

なお、図において防振吊り具５ｂは特になくて
もよい。

第３図は、模型実験によつて確認されたＤ・Ｄ
取付けによるスラブ振動制御効果を示す１例であ
る。

供試体（模型スラブ）は15×400×400mm、周辺
固定支持の硬質塩化ビニール板で、加振点、受振
点およびＤ・Ｄの取付け位置とも板中央部、Ｄ・
Ｄは防振台上に約200ｇの添加荷重を載せたもの
である。

〔発明の効果〕

本発明は、スラブの固有振動数に対応する振動
モードの腹の部分に添加荷重と制動抵抗を伴うば
ねとからなるＤ・Ｄを取付けるのみでスラブの振
動を制御し、そのスラブの上下の居住者や精密機
械等に悪影響を及ぼす振動や放射音を軽減させる
ことができる。

本発明では、スラブに与える重量増加がおおむ
ねＤ・Ｄの添加荷重のみなので軽微であり、従来
のスラブの振動制御法のように躯体構造に荷重負
担をかけることがなく、また、対象とするスラブ
の固有振動数に直接効果的に作用するので、簡
単・低廉かつ高性能である。

本発明は、実施例の項で説明した如く、スラブ
の振動制御を対象とした場合浮床下や防振天井裏
に取付けることができるので、目ざわりになつた
り邪魔になつたりすることがない。

本発明は、特に集合住宅等の床衝撃音対策に応
用性があるが、単に躯体のスラブの振動制御のみ
ならず躯体の壁の振動制御にも同様の方法で応用
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を建物の床衝撃音防止対策用と
して浮床に応用した例を示す縦断面図、第２図は
同じく防振天井に応用した例を示す縦断面図、第
３図は本発明の実施効果を示すグラフである。 １……スラブ、２……梁または壁、３ａ……浮
床の床板、３ｂ……防振天井の天井板、４ａ……
支柱、４ｂ……吊り具、５ａ……防振ゴム台、５
ｂ……防振吊り具、６ａ……床下空間、６ｂ……
天井裏空間、７……添加荷重、８ａ……ばね台、
８ｂ……ばね吊り具、９……制動抵抗、１０……
衝撃加振力、１１……放射音。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対象とする振動数域におけるスラブの固有振
   動数fsに対応する振動モードの腹の位置近傍に、
   質量Mdの添加荷重と制動抵抗を伴うばね定数Kd
   のばねとの組合せによるダイナミツク・ダンパー
   を取り付けてなり、前記添加荷重の質量Mdおよ
   び前記ばねのばね定数Kdを、前記ダイナミツ
   ク・ダンパーの振動数fdが前記スラブの固有振動
   数fsと同調するよう設定したことを特徴とする建
   物躯体の振動制御装置。 ２ 前記ダイナミツク・ダンパーは前記スラブ下
   の天井裏空間に設けられている特許請求の範囲第
   １項記載の建物躯体の振動制御装置。 ３ 前記ばねは金属スプリングである特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の建物躯体の振動制
   御装置。